la conveccion forzada en placa plana, 2012

1. -conveccion forzada:
La convección es una de las tres formas detransferencia de calory se caracteriza porque
seproduce por intermedio de unfluido(aire, agua) que transporta el calor entre zonas con
diferentes temperaturas .La convección se produce únicamente por medio de
materialesfluidos. Estos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto,
sudensidaddisminuye y asciendendesplazando el fluido que se encuentra en la parte superior
y que está a menor temperatura. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor
por medio de las corrientes ascendente ydescendente del fluido.
La convección es el mecanismo transferencia de calor a través de un fluido con movimiento
masivo de éste. En la convección existe movimiento del fluido a nivel macroscópico mientras
que en la conducción existe movimiento a nivel microscópico, atómico o molecular, pero no a
nivel macroscópico, entendiendo como nivel mácroscópico movimiento de volúmenes
relativamente grandes del fluido.
- La convección se clasifica en natural y forzada. En la convección forzada se obliga al fluido a
fluir mediante medios externos, como un ventilador o una bomba. En la convección natural el
movimiento del fluido es debido a causas naturales, como el efecto de flotación, el cual se
manifiesta con la subida del fluido caliente y el descenso del fluido frio.
- La convección forzada se clasifica a su vez en externa e interna dependiendo de si el flujo de
fluido es interno o externo. El flujo de un fluido se clasifica como interno o externo
dependiendo de si se fuerza al fluido a fluir por un canal confinado ( superficie interior ) o por
una superficie abierta. El flujo de un fluido no limitado por una superfcie( placa, alambre ,
exterior de un tubo ) es flujo externo. El flujo por un tubo o ducto es flujo interno si ese fluido
está limitado por completo por superficies sólidas.El flujo de líquidos en un tubo se conoce
como flujo en canal abierto si ese tubo está parcialmente lleno con el líquido y se tiene una
superficie libre.
- La velocidad de transferencia de calor a través de un fluido es mucho mayor por convección
que por conducción. Cuanto mayor es la velocidad del fluido mayor es la velocidad de
transferencia de calor.
- La transferencia de calor por convección depende de las propiedades del fluido, de la
superficie en contacto con el fluido y del tipo de flujo. Entre las propiedades del fluido se
encuentran: la viscosidad dinámica m, la conductividad térmica k, la densidad r. También se
podría considerar que depende de la viscosidad cinemática n, puesto que n = m /r . Entre las
propiedades de la superficie que intervienen en la convección están la geometría y la

2. aspereza. El tipo de flujo, laminar o turbulento, también influye en la velocidad de
transferencia de calor por convección.
- En cualquier caso, la velocidad de transferencia de calor por convección siempre es
proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie y el fluido. Este hecho se
modela matemáticamente mediante la Ley de Enfriamiento de Newton: q-punto = h ( Ts - Tf )
o
Q-punto = h As ( Ts - Tf ) donde Ts es la temperatura de la superficie en contacto con el fluido
y Tf es la temperatura del fluido lo suficientemente lejos de dicha superficie. La influencia de
las propiedades del fluido, de la superficie y del flujo se cuantifica en el coeficiente de película
o coeficiente de transferencia de calor por convección ( h ) .
La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de
elementos macroscópicos de porciones calientes y frías de ungasounlíquido.Se incluye
también el intercambio deenergíaentre una superficiesóliday un fluido o por medio de
unabomba,unventiladoru otro dispositivo mecánico (convección mecánica, forzada o
asistida).En la transferencia de calor libre o natural un fluido es más caliente o más frío y en
contacto conuna superficie sólida, causa una circulación debido a las diferencias de
densidades que resultan delgradiente de temperaturas en el fluido.La transferencia
decalorpor convección se expresa con la Ley del Enfriamiento deNewton:
Donde
H es el coeficiente de convección (ó coeficiente de película ), As, es eláreadel cuerpo
encontacto con el fluido, Tses la temperatura en la superficie del cuerpo y T infes
latemperaturadelfluido lejos del cuerpo.
-flujo interno: el flujo interno es el flujo por un tubo o ducto, si ese fluido esta limitado por
completo por superficies solidas,Son los flujos que quedan completamente limitados por
superficies sólidas. Ej.: flujo interno en tuberías y en ductos.
Considerando un flujo incompresible a través de un tubo de sección transversal circular, el
flujo es uniforme a la entrada del tubo y su velocidad es igual a U0. En las paredes la velocidad
vale cero debido al rozamiento y se desarrolla una capa límite sobre las paredes del tubo.

3. i) Se supone que tenemos una T lineal:
Te
Qp= cteTs
q= hciAii (T-Tp)
ii) Cuando el comporamiento de T no es lineal entonces Tp=cte
Te
Tp= cteTs
-flujo externo: el flujo externo es perpendicular al tubo Te= Ts, el flujo no no limitado por una
superficie( placa, alambre exterior del tubo ).
q=cte
Te Ts
q=hcoAio(Tp-Texterno)
hiAii(Tprom-Tp); } hcoAio (Tp-Texterno)
hiAii(Tprom-Tp)= hcoAio(Tp-Texterno)